JPS601830B2 - 可調整直流電圧給電用回路装置 - Google Patents
可調整直流電圧給電用回路装置Info
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- JPS601830B2 JPS601830B2 JP12339277A JP12339277A JPS601830B2 JP S601830 B2 JPS601830 B2 JP S601830B2 JP 12339277 A JP12339277 A JP 12339277A JP 12339277 A JP12339277 A JP 12339277A JP S601830 B2 JPS601830 B2 JP S601830B2
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/145—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M7/155—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
- H02M7/162—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only in a bridge configuration
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ブリッジ接続された変換弁を有し、その少く
とも一方のブリッジ半部の変換弁は可制御で強制御消弧
可能な変換器と、フィルタコンデンサとを備え、変換器
の入力側は交流電圧系統に、出力側は負荷と接続され、
フィルタコンデンサは変換器の系統側端子に並列に接続
され、交流電圧系統から可調整の直流電圧でもつて負荷
に給電するための回路装置に関するものである。
とも一方のブリッジ半部の変換弁は可制御で強制御消弧
可能な変換器と、フィルタコンデンサとを備え、変換器
の入力側は交流電圧系統に、出力側は負荷と接続され、
フィルタコンデンサは変換器の系統側端子に並列に接続
され、交流電圧系統から可調整の直流電圧でもつて負荷
に給電するための回路装置に関するものである。
かかる回路装置は雑誌“eローb”第2窃等(1976
王)、第297乃至300ページ、特に第7図から公知
である。初めに述べた種類の制御される変換器回路は、
直流電動機または変動電流電動機を有するトロリー線給
電式鉄道運転用入力回路として使用される。
王)、第297乃至300ページ、特に第7図から公知
である。初めに述べた種類の制御される変換器回路は、
直流電動機または変動電流電動機を有するトロリー線給
電式鉄道運転用入力回路として使用される。
それは又周波数変換器より給電される駆動装置、特に非
同期電動機を有する駆動装置にも使用される。これらの
使用例のいずれにおいても、負荷にかかる直流電圧は可
変であり、交流電圧系統からできるだけ高調波のない系
統電流で、その系統電圧に対する位相関係が変換器にお
いて調節可能なものが取出されることが重要である。制
御される変換器回路に現われる無効電力需要は、交流電
圧系統では力率(cosの)により表わされるが、これ
は回路技術的処置により十分減らすことができる。
同期電動機を有する駆動装置にも使用される。これらの
使用例のいずれにおいても、負荷にかかる直流電圧は可
変であり、交流電圧系統からできるだけ高調波のない系
統電流で、その系統電圧に対する位相関係が変換器にお
いて調節可能なものが取出されることが重要である。制
御される変換器回路に現われる無効電力需要は、交流電
圧系統では力率(cosの)により表わされるが、これ
は回路技術的処置により十分減らすことができる。
雑誌「E1ektrScheBahnen」第4群雀(
1972王)、第13ないし第19ページ、特に第1図
により、変換器が単相ブリッジ接続の変換弁を有し、そ
の一方の相(直列辺)の変換弁はそれぞれ付設の消弧装
置を備えたサィリスタであり、また他方の相の変換弁は
簡単なダイオードであるような回路装置が公知となって
いる。この回路装置はゲート制御で運転される。この回
路装置は直流電動機の給電に用いられる。回路装置は電
動機と平滑リアクトルを介して接続されている。フィル
タコンデンサは設けられていない。この回路装置によっ
て良好な力率を得ることはできるが、系統電流は比較的
僅かな基本波含有量を持っているだけである。さらに交
流電圧系統へのエネルギー返還、従って回転電機が発電
機動作する場合の回生制動は不可能である。雑誌「ET
Z−A」第9母藍(1975)、第239ないし第24
2ページ、特に第2図および第4図によれば、良好な力
率を持った2つの別の回路装置が公知である。
1972王)、第13ないし第19ページ、特に第1図
により、変換器が単相ブリッジ接続の変換弁を有し、そ
の一方の相(直列辺)の変換弁はそれぞれ付設の消弧装
置を備えたサィリスタであり、また他方の相の変換弁は
簡単なダイオードであるような回路装置が公知となって
いる。この回路装置はゲート制御で運転される。この回
路装置は直流電動機の給電に用いられる。回路装置は電
動機と平滑リアクトルを介して接続されている。フィル
タコンデンサは設けられていない。この回路装置によっ
て良好な力率を得ることはできるが、系統電流は比較的
僅かな基本波含有量を持っているだけである。さらに交
流電圧系統へのエネルギー返還、従って回転電機が発電
機動作する場合の回生制動は不可能である。雑誌「ET
Z−A」第9母藍(1975)、第239ないし第24
2ページ、特に第2図および第4図によれば、良好な力
率を持った2つの別の回路装置が公知である。
その1つの回路装置(上記引用の第2図)は、直流チョ
ッパが後層された非制御の変換弁からなる単相ブリッジ
回路を有している。フィルタコンデンサは設けられてい
ない。この場合も系統電流には比較的高い高調波含有量
が生じる。制動運転は不可能である。他の回路装置(上
記引用の第4図)は2つのブリッジ半部の変換弁が可制
御弁である単相ブリッジ回路を有している。その一方の
ブリッジ半部の2つの変換弁には消弧コンデンサが付設
され、このコンデンサは2つの阻止ダイオードを介して
系統交流電圧から離されている。この場合両阻止ダイオ
ードは、関係しているブリッジ半部の2つの直列辺内に
ある。消弧コンデンサにより、このブリッジ半部の一方
の変換弁の点弧によりそれぞれ他方の変換弁が消弧され
る。両ブリッジ半部は異なって制御される。フィルタコ
ンデンサは設けられていない。この回路装置においては
、基本波含有量は比較的少ない。制動運転は可能である
。系統電流の基本波含有量を増すこと、すなわちその波
形を所望の正弦波形にさらによく近付けることは、制御
される変換器回路がパルス運転で動作する場合に可能で
ある。
ッパが後層された非制御の変換弁からなる単相ブリッジ
回路を有している。フィルタコンデンサは設けられてい
ない。この場合も系統電流には比較的高い高調波含有量
が生じる。制動運転は不可能である。他の回路装置(上
記引用の第4図)は2つのブリッジ半部の変換弁が可制
御弁である単相ブリッジ回路を有している。その一方の
ブリッジ半部の2つの変換弁には消弧コンデンサが付設
され、このコンデンサは2つの阻止ダイオードを介して
系統交流電圧から離されている。この場合両阻止ダイオ
ードは、関係しているブリッジ半部の2つの直列辺内に
ある。消弧コンデンサにより、このブリッジ半部の一方
の変換弁の点弧によりそれぞれ他方の変換弁が消弧され
る。両ブリッジ半部は異なって制御される。フィルタコ
ンデンサは設けられていない。この回路装置においては
、基本波含有量は比較的少ない。制動運転は可能である
。系統電流の基本波含有量を増すこと、すなわちその波
形を所望の正弦波形にさらによく近付けることは、制御
される変換器回路がパルス運転で動作する場合に可能で
ある。
しかしながらその場合には系統ィンダクタンスが大きい
ので、変換器の系統側の端子に並列にフィル夕、特にフ
ィルタコンデンサを配置する必要がある。このフィルタ
コンデンサは交流電圧系統と共同動作して変換器に要求
されるパルス状系統電流を供給することができる。フィ
ルタコンデンサを備えたそのような回路装置は例えばド
イツ連邦共和国特許出願公開第2159397号公報の
第11図により公知である。この場合フィルタコンデン
サは変換器の前に接続された入力変圧器の二次側に置か
れている。このとき変換器は制御および消弧可能な変換
弁を一方のブリッジ半部に、また非制御変換弁を他方の
ブリッジ半部に持っている。制動運転は可能でない。初
めに述べた雑誌「eローb」第2甥登(1976王)、
第297なし、し第300ページの第7図からも、フィ
ルタコンデンサを備えたそのような回路装置が公知であ
る。その場合すべての4つの辺の変換弁は点弧および強
制消弧可能である。フィルタコンデンサが、最後に述べ
た2つの公知の回路装置におけるように、変換器の入力
端に直接並列に、従って交流電圧系統に直接並列に接続
されている場合には、このフィルタコンデンサは交流電
圧系統と共に、また場合によっては入力変圧器と共に(
これら両者は著しいィンダクタンスを持っている)、振
動を起こし易い回路を形成し、可成りの大きさの振動が
その回路に生じる可能性がある。
ので、変換器の系統側の端子に並列にフィル夕、特にフ
ィルタコンデンサを配置する必要がある。このフィルタ
コンデンサは交流電圧系統と共同動作して変換器に要求
されるパルス状系統電流を供給することができる。フィ
ルタコンデンサを備えたそのような回路装置は例えばド
イツ連邦共和国特許出願公開第2159397号公報の
第11図により公知である。この場合フィルタコンデン
サは変換器の前に接続された入力変圧器の二次側に置か
れている。このとき変換器は制御および消弧可能な変換
弁を一方のブリッジ半部に、また非制御変換弁を他方の
ブリッジ半部に持っている。制動運転は可能でない。初
めに述べた雑誌「eローb」第2甥登(1976王)、
第297なし、し第300ページの第7図からも、フィ
ルタコンデンサを備えたそのような回路装置が公知であ
る。その場合すべての4つの辺の変換弁は点弧および強
制消弧可能である。フィルタコンデンサが、最後に述べ
た2つの公知の回路装置におけるように、変換器の入力
端に直接並列に、従って交流電圧系統に直接並列に接続
されている場合には、このフィルタコンデンサは交流電
圧系統と共に、また場合によっては入力変圧器と共に(
これら両者は著しいィンダクタンスを持っている)、振
動を起こし易い回路を形成し、可成りの大きさの振動が
その回路に生じる可能性がある。
この種の振動は最も望ましくない。この場合、交流電圧
系統とフィルタコンデンサとの間に流れる電流を制御す
ることはできない。この電流は許容し難い高い値に達す
る可能性がある。最後に変換器が静止している場合にも
、特に走行装置(例えば機関車)が静止しているときに
も、容量性系統電流が流れ、これは不必要に交流電圧系
統の負荷となる。駆動装置の静止時におけるこの容量性
系統電流を回避するために、機関車用変換器における高
調波フィル夕に対して公知のように(雑誌「ZEV−G
IasAnn.」100(1976)、第80なし、し
第87ページ、特に第8図、開閉時によりフィルタコン
デンサをしや断することも考えられよう。
系統とフィルタコンデンサとの間に流れる電流を制御す
ることはできない。この電流は許容し難い高い値に達す
る可能性がある。最後に変換器が静止している場合にも
、特に走行装置(例えば機関車)が静止しているときに
も、容量性系統電流が流れ、これは不必要に交流電圧系
統の負荷となる。駆動装置の静止時におけるこの容量性
系統電流を回避するために、機関車用変換器における高
調波フィル夕に対して公知のように(雑誌「ZEV−G
IasAnn.」100(1976)、第80なし、し
第87ページ、特に第8図、開閉時によりフィルタコン
デンサをしや断することも考えられよう。
その場合には公知のように電磁開閉器およびしや断りア
クトルを使用するとすれば、材料および制御に要する費
用が著しく高くなるであろう。本発明の目的は、初めに
述べたような種類の回路装置を、良好な力率と系統電流
の高い基本波含有量を維持しながら、フィルタコンデン
サを有するにも拘らず、変換器の系統側入力端における
振動の起こり易い構成が回避され、しかもフィルタコン
ヂンサが交流電圧系統からしや断可能であるように形成
することにある。そして負荷と変換器とをしや断した際
特に、容量性系統電流が流れるのを阻止するようにする
ことにある。この目的は本発明によれば、フィルタコン
デンサは変換器ブリッジ回路の直列辺内にある非制御弁
を介して系統側端子に接続されることにより達成される
。
クトルを使用するとすれば、材料および制御に要する費
用が著しく高くなるであろう。本発明の目的は、初めに
述べたような種類の回路装置を、良好な力率と系統電流
の高い基本波含有量を維持しながら、フィルタコンデン
サを有するにも拘らず、変換器の系統側入力端における
振動の起こり易い構成が回避され、しかもフィルタコン
ヂンサが交流電圧系統からしや断可能であるように形成
することにある。そして負荷と変換器とをしや断した際
特に、容量性系統電流が流れるのを阻止するようにする
ことにある。この目的は本発明によれば、フィルタコン
デンサは変換器ブリッジ回路の直列辺内にある非制御弁
を介して系統側端子に接続されることにより達成される
。
本発明の第1の実施態様によれば、フィルタコソデンサ
は一方のブリッジ半部に付設され、他方のブリッジ半部
の変換弁は可制御変換弁であるように構成される。
は一方のブリッジ半部に付設され、他方のブリッジ半部
の変換弁は可制御変換弁であるように構成される。
この実施態様においては、負荷から交流電圧系統へのエ
ネルギー返還が可能である。第2の実施態様によれば、
フィルタコンデンサは一方のブリッジ半部に付設され、
他方のブリッジ半部の変換弁は非制御変換弁であるよう
に構成される。
ネルギー返還が可能である。第2の実施態様によれば、
フィルタコンデンサは一方のブリッジ半部に付設され、
他方のブリッジ半部の変換弁は非制御変換弁であるよう
に構成される。
この実施態様においてはエネルギー返還が不可能である
。第3の実施態様においてはフィルタコンデンサは一方
のブリッジ半部に付設され、他方のブリッジ半部の変換
弁は共通の消弧装置を備えた可制御の変換弁であるよう
に構成される。
。第3の実施態様においてはフィルタコンデンサは一方
のブリッジ半部に付設され、他方のブリッジ半部の変換
弁は共通の消弧装置を備えた可制御の変換弁であるよう
に構成される。
この場合には消弧装置は消弧コンデンサと2つの阻止弁
とを含むことができる。特に、各阻止弁は他方のブリッ
ジ半部の可制御変換弁と直列に接続され、消弧コンデン
サは阻止弁と可制御変換弁との2つの接続点間に接続さ
れるように構成することもできる。すべてのブリッジ辺
が可制御で強制しや断可能な変換弁を有する第4の実施
態様においては、フィルタコンデンサが各ブリッジ半部
に付設されるように構成することができる。この場合に
は特に、フィル夕に対して必要な容量が両フィルタコン
デンサの各々に半分づつ分けられ、従って両ブリッジ半
部の各々に半分づつ付設される。この実施態様において
もエネルギー返還は可能である。4つの基本実施態様の
すべてにおいて、フィルタ電流は公知のように、系統交
流電圧と同位相できるだけ高調波の少ない系統電流が生
じるように制御される。
とを含むことができる。特に、各阻止弁は他方のブリッ
ジ半部の可制御変換弁と直列に接続され、消弧コンデン
サは阻止弁と可制御変換弁との2つの接続点間に接続さ
れるように構成することもできる。すべてのブリッジ辺
が可制御で強制しや断可能な変換弁を有する第4の実施
態様においては、フィルタコンデンサが各ブリッジ半部
に付設されるように構成することができる。この場合に
は特に、フィル夕に対して必要な容量が両フィルタコン
デンサの各々に半分づつ分けられ、従って両ブリッジ半
部の各々に半分づつ付設される。この実施態様において
もエネルギー返還は可能である。4つの基本実施態様の
すべてにおいて、フィルタ電流は公知のように、系統交
流電圧と同位相できるだけ高調波の少ない系統電流が生
じるように制御される。
従来技術に対する本発明の利点としては、フィルタコン
デンサがもはや交流電圧系統を含む制御可能でない振動
回路の構成要素ではないことである。
デンサがもはや交流電圧系統を含む制御可能でない振動
回路の構成要素ではないことである。
フィルタコンデンサの電流はむしろ変換器の制御により
影響され得る。この電流はたかだか負荷電流に等しいも
ので、従って限度がある。さらにフィルタコンデンサは
2つの非制御弁により交流電圧系統から離され、変換弁
の運転の際にのみ関係するだけであるから、交流電圧系
統に対して不必要な容量性負荷を形成しない。従って負
荷がないか、またはしや断されているときには、容量性
負荷電流が回避され、しかも高価なかつ監視を必要とす
る電磁開閉器および制御素子を使用しなくてもよい。以
下図面により本発明の実施例について説明する。
影響され得る。この電流はたかだか負荷電流に等しいも
ので、従って限度がある。さらにフィルタコンデンサは
2つの非制御弁により交流電圧系統から離され、変換弁
の運転の際にのみ関係するだけであるから、交流電圧系
統に対して不必要な容量性負荷を形成しない。従って負
荷がないか、またはしや断されているときには、容量性
負荷電流が回避され、しかも高価なかつ監視を必要とす
る電磁開閉器および制御素子を使用しなくてもよい。以
下図面により本発明の実施例について説明する。
なお各図において同等部分には同一符号が付されている
。第1図は本発明によるフィルタコンデンサを有する回
路装置の第1の実施例を示すもので、直流負荷2は変換
器3を介してィンダクタンスを含む交流電圧系統4から
給電されている。
。第1図は本発明によるフィルタコンデンサを有する回
路装置の第1の実施例を示すもので、直流負荷2は変換
器3を介してィンダクタンスを含む交流電圧系統4から
給電されている。
直流負荷2に加わる直流電圧の平均値はこの場合変換器
3の制御により調節可能である。この回路装置は、特に
トロリー線給電式鉄道運転預入力回路として1つまたは
複数の直流または変動電流電動機を備えている。この回
路装置は又周波数変換器より給電される駆動装置に対し
て1つまたは複数の回転磁界形回転電機、特に非同期電
動機を備えることもできる。この場合交流電圧系統はィ
ンダクタンスを有するトロリー線5で表われ、このトロ
リー線は変電所6から給電されている。しかしながら交
流電圧系統4に局部的交流電圧系統を用いることもでき
る。直流中間回路におかれた平滑リアクトル7は平滑化
された負荷直流電流12を供給するのに役立つ。変換器
3の系統側の2つの端子8および9は、ィンダクタンス
をリアクトル10で示す入力変圧器を介して交流電圧系
統4と接続されている。
3の制御により調節可能である。この回路装置は、特に
トロリー線給電式鉄道運転預入力回路として1つまたは
複数の直流または変動電流電動機を備えている。この回
路装置は又周波数変換器より給電される駆動装置に対し
て1つまたは複数の回転磁界形回転電機、特に非同期電
動機を備えることもできる。この場合交流電圧系統はィ
ンダクタンスを有するトロリー線5で表われ、このトロ
リー線は変電所6から給電されている。しかしながら交
流電圧系統4に局部的交流電圧系統を用いることもでき
る。直流中間回路におかれた平滑リアクトル7は平滑化
された負荷直流電流12を供給するのに役立つ。変換器
3の系統側の2つの端子8および9は、ィンダクタンス
をリアクトル10で示す入力変圧器を介して交流電圧系
統4と接続されている。
以下においては、この入力変圧器のィンダクタンスおよ
び交流電圧系統4のィンダクタンス又はそのいずれか一
方はかなり大きいものとする。変換器3は、交流電圧系
統4から適当な制御によって殆んど高調波のない系統電
流11が取出されるように構成される。
び交流電圧系統4のィンダクタンス又はそのいずれか一
方はかなり大きいものとする。変換器3は、交流電圧系
統4から適当な制御によって殆んど高調波のない系統電
流11が取出されるように構成される。
その位相関係は系統交流電圧に関して調節可能である。
変換器3は、ブリッジ接続された4つの変換弁11b,
12b,13a,14aを有している。
変換器3は、ブリッジ接続された4つの変換弁11b,
12b,13a,14aを有している。
この場合右側のブリッジ半部の両変換弁11b,12b
、例えばサィリスタは点弧および強制消弧可能に構成さ
れている。公知の消弧回路により動作し得る消弧可能性
は、変換弁11b,12bに付された2重ダッシュによ
り明示されている。右側のブリッジ半部は回路装置の運
転においては自励式に制御される。これに対して左側の
ブリッジ半部の両変換弁13a,14aは制御可能な変
換弁、例えばサィリスタで、これらには固有の消弧装置
は付設されていない。これらの両変換弁13a,14a
は回路装置の運転においては系統励磁式に制御される。
サィリスタの代りにそれぞれトランジスタを使用しても
よい。こ)に仮定された変換器3のパルス運転に対して
は、フィルタコンデンサ20が設けられることは不可欠
である。
、例えばサィリスタは点弧および強制消弧可能に構成さ
れている。公知の消弧回路により動作し得る消弧可能性
は、変換弁11b,12bに付された2重ダッシュによ
り明示されている。右側のブリッジ半部は回路装置の運
転においては自励式に制御される。これに対して左側の
ブリッジ半部の両変換弁13a,14aは制御可能な変
換弁、例えばサィリスタで、これらには固有の消弧装置
は付設されていない。これらの両変換弁13a,14a
は回路装置の運転においては系統励磁式に制御される。
サィリスタの代りにそれぞれトランジスタを使用しても
よい。こ)に仮定された変換器3のパルス運転に対して
は、フィルタコンデンサ20が設けられることは不可欠
である。
このコンデンサは第1に、変換器3をパルス状入力電流
により運転することを可能にする。フィルタコンデンサ
20は2つ非制御弁21,22、特に半導体ダイオード
を介して系統側の端子8および9に接続されている。こ
の場合回路装置は、2つの弁21,22がそれぞれブリ
ッジ回路の1つの直列辺にあるように配置されている。
この場合フィルタコンデンサ20は右側のブリッジ半部
に属している。更に詳しく説明すれば、非制御弁21は
上方の直列アームに、しかも変換弁13aおよび11b
の間に直列に存在するように回路接続されている。
により運転することを可能にする。フィルタコンデンサ
20は2つ非制御弁21,22、特に半導体ダイオード
を介して系統側の端子8および9に接続されている。こ
の場合回路装置は、2つの弁21,22がそれぞれブリ
ッジ回路の1つの直列辺にあるように配置されている。
この場合フィルタコンデンサ20は右側のブリッジ半部
に属している。更に詳しく説明すれば、非制御弁21は
上方の直列アームに、しかも変換弁13aおよび11b
の間に直列に存在するように回路接続されている。
又非制御弁22は下方の直列辺に、しかも変換弁14a
および12bの間に直列に存在するように回路接続され
ている。従ってフィルタコンデンサ20は、2つの非制
御弁21,22の陰極間、従ってまた2つの変換弁11
b,12bの陽極間に接続されている。一方の端子8は
変換弁13aと非制御弁21との間にあり、他方の端子
9は変換弁14aと非制御弁22との間にある。4つの
ブリッジ辺中に可制御の変換弁を使用することによって
、第1図に示される回路装置は負荷2から交流電圧系統
4へエネルギーを返還するためにも適用される。
および12bの間に直列に存在するように回路接続され
ている。従ってフィルタコンデンサ20は、2つの非制
御弁21,22の陰極間、従ってまた2つの変換弁11
b,12bの陽極間に接続されている。一方の端子8は
変換弁13aと非制御弁21との間にあり、他方の端子
9は変換弁14aと非制御弁22との間にある。4つの
ブリッジ辺中に可制御の変換弁を使用することによって
、第1図に示される回路装置は負荷2から交流電圧系統
4へエネルギーを返還するためにも適用される。
それ故変換器3は整流器としてもィンバータとしても動
作することができる。従ってこの回路装置は駆動装置の
電気制動(回生制動)にも関与させることができる。第
1図による回路装置においては、2つの変換弁13a,
14aは系統に同期して動作させられる、即ち系統交流
電圧の極性に従って点弧させられる。交流電圧系統4か
ら負荷2へエネルギーを供給する際には、各変換弁13
a,14aの点弧は系統交流電圧の零値通過時に行われ
る。交流電圧系統4へエネルギーが返還される場合には
ィンバータステップ限界は厳守されなければならない。
出力電圧の制御は変換弁1 1b,12bの交互の点弧
および消弧により行われ、しかもそれは系統交流電圧の
各半波毎に複数回行われる。第2図は本発明の第2の実
施例による回路装置を示すもので、第1図の回路装置と
極めて類似している。
作することができる。従ってこの回路装置は駆動装置の
電気制動(回生制動)にも関与させることができる。第
1図による回路装置においては、2つの変換弁13a,
14aは系統に同期して動作させられる、即ち系統交流
電圧の極性に従って点弧させられる。交流電圧系統4か
ら負荷2へエネルギーを供給する際には、各変換弁13
a,14aの点弧は系統交流電圧の零値通過時に行われ
る。交流電圧系統4へエネルギーが返還される場合には
ィンバータステップ限界は厳守されなければならない。
出力電圧の制御は変換弁1 1b,12bの交互の点弧
および消弧により行われ、しかもそれは系統交流電圧の
各半波毎に複数回行われる。第2図は本発明の第2の実
施例による回路装置を示すもので、第1図の回路装置と
極めて類似している。
ただこの場合には左側のブリッジ半部の2つの変換弁1
3,14は、非制御変換弁、特に半導体ダイオードとし
て構成されている。右側のブリッジ半部の変換弁11b
,12bには矢張りフィルタコンデンサ20が属してい
るが、これらの弁は自励式に制御される。この場合には
エネルギー返還は不可能である。従ってエネルギー返還
によって負荷を電気的に制動することが必ずしも必要で
ない場合には、第1図の可制御変換弁13a,13bは
第2図により非制御変換弁13,14に置換することが
できる。第3図は本発明の第3の実施例による回路装置
を示すもので、これも第1図の回路装置と極めて類似し
ている。
3,14は、非制御変換弁、特に半導体ダイオードとし
て構成されている。右側のブリッジ半部の変換弁11b
,12bには矢張りフィルタコンデンサ20が属してい
るが、これらの弁は自励式に制御される。この場合には
エネルギー返還は不可能である。従ってエネルギー返還
によって負荷を電気的に制動することが必ずしも必要で
ない場合には、第1図の可制御変換弁13a,13bは
第2図により非制御変換弁13,14に置換することが
できる。第3図は本発明の第3の実施例による回路装置
を示すもので、これも第1図の回路装置と極めて類似し
ている。
左側のブリッジ半部の変換弁13a,14bは可制御変
換弁として構成され、変換弁11b,12bは可制御で
強制梢弧可能である。フィルタコンデンサ20はこの場
合も右側のブリッジ半部に属している。この回路装置に
おいては第1図と異なり、左側のブリッジ半部の変換弁
13a,14aに共通の消弧装置32が付加されている
。この消弧装置32は2つの非制御阻止弁33,34と
消弧コンデンサ35とを有している。消弧コンヂンサ3
5により、変換弁13aが点弧すると変換弁14aが消
弧され、またその逆になる。この場合一方の阻止弁33
は上方の直列辺にあり、しかも変換弁13aと非制御弁
21との間にある。
換弁として構成され、変換弁11b,12bは可制御で
強制梢弧可能である。フィルタコンデンサ20はこの場
合も右側のブリッジ半部に属している。この回路装置に
おいては第1図と異なり、左側のブリッジ半部の変換弁
13a,14aに共通の消弧装置32が付加されている
。この消弧装置32は2つの非制御阻止弁33,34と
消弧コンデンサ35とを有している。消弧コンヂンサ3
5により、変換弁13aが点弧すると変換弁14aが消
弧され、またその逆になる。この場合一方の阻止弁33
は上方の直列辺にあり、しかも変換弁13aと非制御弁
21との間にある。
端子8は弁33と弁21との間から引出されている。上
方の直列辺には弁13a,33,21および11bがこ
の順序で互いに直列に接続されている。他方の阻止弁3
4は下方の直列辺内にある。この場合弁14a,34,
22および12bはこの順序で互いに直列に接続されて
いる。端子9は弁34と22との間から引出されている
。右側のブリッジ半部は目励式に駆動され、左側のブリ
ッジ半部は系統励磁式に制御される。この場合もエネル
ギー返還は可能である。第1図による回路装置において
、交流電圧系統4へのエネルギー返還の際ィンバータス
テップ限界が配慮されなければならないことは既に述べ
た。
方の直列辺には弁13a,33,21および11bがこ
の順序で互いに直列に接続されている。他方の阻止弁3
4は下方の直列辺内にある。この場合弁14a,34,
22および12bはこの順序で互いに直列に接続されて
いる。端子9は弁34と22との間から引出されている
。右側のブリッジ半部は目励式に駆動され、左側のブリ
ッジ半部は系統励磁式に制御される。この場合もエネル
ギー返還は可能である。第1図による回路装置において
、交流電圧系統4へのエネルギー返還の際ィンバータス
テップ限界が配慮されなければならないことは既に述べ
た。
ィンバータステップ限界を厳守することは制動運転の際
に動作範囲を著しく制限する。これに反して第3図によ
る回路装置において転流装置32を設けることにより制
御は制動運転の場合も大きい動作範囲、即ち、180o
迄の範囲において行うことができる。整流器運転(力行
運転)においては転流装置32は作用しない。第4図は
本発明の第4の実施例による回路装置を示すもので、同
様に第1図の回路装置と極めて類似している。
に動作範囲を著しく制限する。これに反して第3図によ
る回路装置において転流装置32を設けることにより制
御は制動運転の場合も大きい動作範囲、即ち、180o
迄の範囲において行うことができる。整流器運転(力行
運転)においては転流装置32は作用しない。第4図は
本発明の第4の実施例による回路装置を示すもので、同
様に第1図の回路装置と極めて類似している。
しかしながらこの回路装置においては、右側のブリッジ
半部の変換弁1 1b,12bのみならず、左側のブリ
ッジ半部の変換弁13b,14bも可制御で、強制消弧
可能である。さらにこの場合には各ブリッジ半部には固
有のフィルタコンデンサ20A,30Aが付設されてい
る。フィルタコンデンサZOAは第1図におけるフィル
タコンデンサ20と同様に配置されている。これは右側
のブリッジ半部に属している。左側のブリッジ半部のフ
ィルタコンデソサ30Aは両変換弁13b,14bの陰
極を結合している。このフィルタコンデンサ30Aは同
様に2つの非制御弁23,24を介して系統側の端子8
および9に接続されている。この場合各非制御弁23,
24はブリッジ回路の直列辺にある。上方の直列辺には
弁13b,23,21,11b、下方の直列辺には弁1
4b,24,22,12bがそれぞれこの打風序で互い
に直列に接続されている。従ってブリッジ回路は対称的
に構成されている。回路装置の確実な機能を発揮するた
めに必要なフィル夕の容量は、第4図において2つのフ
ィルタコンデンサ20A,30Aに均等に分けられる。
2つのブリッジ半部は自励式に運転される。この場合も
負荷2から交流電圧系統4へのエネルギー返還が可能で
ある。第4図による回路装置においては、制御は一方で
は交換弁1 1b,12bの交互の点弧により、他方で
は変換弁13b,.14bの交互の点弧により行なわれ
ることが留意されなければならない。
半部の変換弁1 1b,12bのみならず、左側のブリ
ッジ半部の変換弁13b,14bも可制御で、強制消弧
可能である。さらにこの場合には各ブリッジ半部には固
有のフィルタコンデンサ20A,30Aが付設されてい
る。フィルタコンデンサZOAは第1図におけるフィル
タコンデンサ20と同様に配置されている。これは右側
のブリッジ半部に属している。左側のブリッジ半部のフ
ィルタコンデソサ30Aは両変換弁13b,14bの陰
極を結合している。このフィルタコンデンサ30Aは同
様に2つの非制御弁23,24を介して系統側の端子8
および9に接続されている。この場合各非制御弁23,
24はブリッジ回路の直列辺にある。上方の直列辺には
弁13b,23,21,11b、下方の直列辺には弁1
4b,24,22,12bがそれぞれこの打風序で互い
に直列に接続されている。従ってブリッジ回路は対称的
に構成されている。回路装置の確実な機能を発揮するた
めに必要なフィル夕の容量は、第4図において2つのフ
ィルタコンデンサ20A,30Aに均等に分けられる。
2つのブリッジ半部は自励式に運転される。この場合も
負荷2から交流電圧系統4へのエネルギー返還が可能で
ある。第4図による回路装置においては、制御は一方で
は交換弁1 1b,12bの交互の点弧により、他方で
は変換弁13b,.14bの交互の点弧により行なわれ
ることが留意されなければならない。
系統交流電圧に対する変換弁11b,12bおよび13
b,14bの点弧パルスの偏移により、系統電流11の
位相位置は電動機運転においても発電機運転においても
調節される。点弧パルス系は、系統電流の高調波に対し
て各ブリッジ半部の動作周波数の2倍が生じるように互
いにずらされてると有利である。これにより高調波電流
を制限するためのLCフィル夕に対するフィル夕構成費
用が低減される。第5図は第1図ないし第4図による回
路装置の原理図を示す。
b,14bの点弧パルスの偏移により、系統電流11の
位相位置は電動機運転においても発電機運転においても
調節される。点弧パルス系は、系統電流の高調波に対し
て各ブリッジ半部の動作周波数の2倍が生じるように互
いにずらされてると有利である。これにより高調波電流
を制限するためのLCフィル夕に対するフィル夕構成費
用が低減される。第5図は第1図ないし第4図による回
路装置の原理図を示す。
理想的な場合、系統交流電圧UIと同相にある正弦波状
の、高調波ないし系統電流11が交流電圧系統4から取
出されなければならない。交換器3の入力端における電
圧および電流に対してこの条件の下で第6図に示されて
いるベクトル図が生じる。このベクトル図においてはU
Cはフィルタコンデンサ20の電圧、■L1,11はト
ロリー線5或は入力電圧器10における電圧降下である
。この場合のは系統電流電圧UIの角周波数、LIは入
力側の全ィンダクタンスを示す。系統電流11は前述の
理想な場合系統交流電圧UIに平行である。
の、高調波ないし系統電流11が交流電圧系統4から取
出されなければならない。交換器3の入力端における電
圧および電流に対してこの条件の下で第6図に示されて
いるベクトル図が生じる。このベクトル図においてはU
Cはフィルタコンデンサ20の電圧、■L1,11はト
ロリー線5或は入力電圧器10における電圧降下である
。この場合のは系統電流電圧UIの角周波数、LIは入
力側の全ィンダクタンスを示す。系統電流11は前述の
理想な場合系統交流電圧UIに平行である。
これを達成するため、変換器3は、フィルタコンデンサ
2川こ第6図におけるような振幅と位相関係に従う電圧
Ucが生じるように制御されなければならない。このこ
とが第1図による回路装置においてどのように達成され
得るかは、第7図による時間線図から明らかである。こ
の時間線図はそれぞれ時間tに関して、系統交流電圧U
Iおよび系統電流11(第7a図)、負荷電圧U2およ
び負荷電流12(第7b図)、フィルタコンデンサの電
圧Ucおよびフィルタコンデンサ電流lc(第7c図)
、並びに非制御弁21の弁電流121(第7d図)を示
している。系統交流電圧の正の半波においては変換弁1
4aが、負の半波においては変換弁13aがそれぞれ投
入される。
2川こ第6図におけるような振幅と位相関係に従う電圧
Ucが生じるように制御されなければならない。このこ
とが第1図による回路装置においてどのように達成され
得るかは、第7図による時間線図から明らかである。こ
の時間線図はそれぞれ時間tに関して、系統交流電圧U
Iおよび系統電流11(第7a図)、負荷電圧U2およ
び負荷電流12(第7b図)、フィルタコンデンサの電
圧Ucおよびフィルタコンデンサ電流lc(第7c図)
、並びに非制御弁21の弁電流121(第7d図)を示
している。系統交流電圧の正の半波においては変換弁1
4aが、負の半波においては変換弁13aがそれぞれ投
入される。
従ってこれらの弁14a,13aは系統励磁されている
。これらの各半波においては、右側のブリッジ半部の両
変換弁11b,12bは複数画交互に点弧および消弧さ
れる。これにより第7b図に示すように負荷電圧U2が
生じ、この電圧は種々の幅の多数の切断部を有し系統交
流電圧UIに相当する正弦波包絡線を描く。この場合個
々の電圧時間積の幅は正弦波状に分布している。例えば
第1の半波においては、電圧時間頭は弁11bおよび1
4aの同時点弧により、切断部(休止期間)は弁12b
および14aの同時点弧により特徴付けられている。パ
ルス期間と休止期間との比、即ち個々の電圧パルスの間
隔bまたは切断部の幅bは制御可能である。第7c図か
ら、変換弁12bが導適しているときフィルタコンデン
サ2川こ電流11が流れ、また変換弁11bが導適して
いるとき電流−(12−11)が流れることが判る。
。これらの各半波においては、右側のブリッジ半部の両
変換弁11b,12bは複数画交互に点弧および消弧さ
れる。これにより第7b図に示すように負荷電圧U2が
生じ、この電圧は種々の幅の多数の切断部を有し系統交
流電圧UIに相当する正弦波包絡線を描く。この場合個
々の電圧時間積の幅は正弦波状に分布している。例えば
第1の半波においては、電圧時間頭は弁11bおよび1
4aの同時点弧により、切断部(休止期間)は弁12b
および14aの同時点弧により特徴付けられている。パ
ルス期間と休止期間との比、即ち個々の電圧パルスの間
隔bまたは切断部の幅bは制御可能である。第7c図か
ら、変換弁12bが導適しているときフィルタコンデン
サ2川こ電流11が流れ、また変換弁11bが導適して
いるとき電流−(12−11)が流れることが判る。
適当な制御方法により変換弁11b,12bの点弧時点
は交互に制御され、フィルタコンデンサ2川こ第6図に
示すような振幅と位相関係のコンデンサ電圧Ucが生じ
る。
は交互に制御され、フィルタコンデンサ2川こ第6図に
示すような振幅と位相関係のコンデンサ電圧Ucが生じ
る。
さらに第7d図から明らかなように、非制御弁21は常
に電流を流している。
に電流を流している。
このことは非制御弁22にも当てはまる。負荷2が、例
えば(図示されない)負荷開閉器の開路により、或は変
換弁11b,12bに対する点弧パルスの阻止によりし
や断されると、弁21,22の阻止作用のためなフィル
タコンデンサ20の電流lcは流れ得ない。それ故負荷
2がしや断されると容量性系統電流11も流れ得ない。
えば(図示されない)負荷開閉器の開路により、或は変
換弁11b,12bに対する点弧パルスの阻止によりし
や断されると、弁21,22の阻止作用のためなフィル
タコンデンサ20の電流lcは流れ得ない。それ故負荷
2がしや断されると容量性系統電流11も流れ得ない。
第1図ないし第4図はそれぞれ本発明の異なる実施例の
接続図、第5図は第1図ないし第4図に示す回路装置の
原理的嬢縞図、第6図は理想的な場合の電流および電圧
のベクトル図、第7図は第1図による回路装置の動作を
説明するための各種の電流および電圧の時間線図である
。 2・・・・・・直流負荷、3・・・・・・変換器、4・
・・・・・交流電圧系統、5…・・・トロリー線、6・
・・・・・変電所、7・・・・・・平滑IJァクトル、
8,9…・・・変換器の系統側端子、10……入力変圧
器、11b,12b,13,14,13a,14a,1
3b,14b・・・・・・変換弁、20,20A,30
A・・・・・・フィルタコンデンサ、21,22,23
,24・・・・・・ヲE制御弁、32・・・・・・消弧
装置、33,34・・・・・・阻止弁、35・・・・・
・消弧コンデンサ。 Fi9.1 Fi9.2 Fig.3 Fig‐ム Fig.5 Fi9.6 Fig.7a Fi9.7b Fi97c Fi97d
接続図、第5図は第1図ないし第4図に示す回路装置の
原理的嬢縞図、第6図は理想的な場合の電流および電圧
のベクトル図、第7図は第1図による回路装置の動作を
説明するための各種の電流および電圧の時間線図である
。 2・・・・・・直流負荷、3・・・・・・変換器、4・
・・・・・交流電圧系統、5…・・・トロリー線、6・
・・・・・変電所、7・・・・・・平滑IJァクトル、
8,9…・・・変換器の系統側端子、10……入力変圧
器、11b,12b,13,14,13a,14a,1
3b,14b・・・・・・変換弁、20,20A,30
A・・・・・・フィルタコンデンサ、21,22,23
,24・・・・・・ヲE制御弁、32・・・・・・消弧
装置、33,34・・・・・・阻止弁、35・・・・・
・消弧コンデンサ。 Fi9.1 Fi9.2 Fig.3 Fig‐ム Fig.5 Fi9.6 Fig.7a Fi9.7b Fi97c Fi97d
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ブリツジ接続された変換弁を有し、その少くとも一
方のブリツジ半部の変換弁は可制御で強制消弧可能な変
換器と、フイルタコンデンサとを備え、変換器の入力側
は交流電圧系統に、出力側は負荷と接続され、フイルタ
コンデンサは変換器の系統側端子に並例に接続され、交
流電圧系統から可調整の直流電圧を負荷に給電するため
の回路装置において、フイルタコンデンサは変換器のブ
リツジ回路の直列辺内にある非制御弁を介して系統側端
子に接続されることを特徴とする給電用回路装置。 2 特許請求の範囲第1項記載の装置において、フイル
タコンデンサは一方のブリツジ半部に付設され、他方の
ブリツジ半部の変換弁は可制御変換弁であることを特徴
とする可調整直流電圧給電用回路装置。 3 特許請求の範囲第1項記載の装置において、フイル
タコンデンサは一方のブリツジ半部に付設され、他方の
ブリツジ半部の変換弁は非制御変換弁であることを特徴
とする可調整直流電圧給電用回路装置。 4 特許請求の範囲第1項記載の装置において、フイル
タコンデンサは一方のブリツジ半部に付設され、他方の
ブリツジ半部の変換弁は共通の消弧装置を備えた可制御
変換弁であることを特徴とする可調整直流電圧給電用回
路装置。 5 特許請求の範囲第4項記載の装置において、消弧装
置は消弧コンデンサと2つの阻止弁とを有することを特
徴とする可調整直流電圧給電用回路装置。 .6 特許請求の範囲第5
項記載の装置において、各阻止弁は他方のブリツジ半部
の可制御変換弁と直列に接続され、消弧コンデンサは阻
止弁と可制御変換弁との2つの接続点間に接続されてい
ることを特徴とする可調整直流電圧給電用回路装置。 7 特許請求の範囲第1項記載の装置において、他方の
ブリツジ半部の変換弁が可制御で強制消弧可能な変換弁
であり、各ブリツジ半部には非制御弁を備えたフイルタ
コンデンサが付設されていることを特徴とする可調整直
流電圧給電用回路装置。 8 特許請求の範囲第7項記載の装置において、2つの
フイルタコンデンサが同じ大きさを有することを特徴と
する可調整直流電圧給電用回路装置。 9 特許請求の範囲第1項ないし第8項のいずれかに記
載の装置において、非制御弁として半導体ダイオードが
設けられていることを特徴とする可調整直流電圧給電用
回路装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762646745 DE2646745C3 (de) | 1976-10-15 | 1976-10-15 | Schaltungsanordnung zur Speisung eines Gleichspannungsverbrauchers |
DE2646745.8 | 1976-10-15 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5350432A JPS5350432A (en) | 1978-05-08 |
JPS601830B2 true JPS601830B2 (ja) | 1985-01-17 |
Family
ID=5990601
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12339277A Expired JPS601830B2 (ja) | 1976-10-15 | 1977-10-14 | 可調整直流電圧給電用回路装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS601830B2 (ja) |
DE (1) | DE2646745C3 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2905389A1 (de) * | 1979-02-13 | 1980-08-14 | Vnii Scheleznodoroschnogo Tran | Regelungsverfahren fuer einen ventilstromrichter |
JPS5883588A (ja) * | 1981-11-13 | 1983-05-19 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
JPS598289U (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-19 | 三洋電機株式会社 | 電源回路 |
-
1976
- 1976-10-15 DE DE19762646745 patent/DE2646745C3/de not_active Expired
-
1977
- 1977-10-14 JP JP12339277A patent/JPS601830B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2646745B2 (de) | 1980-01-03 |
DE2646745A1 (de) | 1978-04-20 |
DE2646745C3 (de) | 1980-09-04 |
JPS5350432A (en) | 1978-05-08 |
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